Ministero dell Istruzione, dell Università e della Ricerca ISTITUTO DI ISTRUZIONE SUPERIORE J. TORRIANI

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1 Ministero dell Istruzione, dell Università e della Ricerca ISTITUTO DI ISTRUZIONE SUPERIORE J. TORRIANI cris004006@pec.istruzione.it, cris004006@istruzione.it Sito Web: ISTITUTO TECNICO - LICEO SCIENTIFICO Via Seminario, n 17/ CREMONA Fax: ISTITUTO PROFESSIONALE IeFP Sezione associata ALA PONZONE CIMINO Via Gerolamo da Cremona, CREMONA Fax: PROGRAMMA SVOLTO DOCENTI: Eletta Censi, Mauro Conca DISCIPLINA: Tecnologie Chimiche Industriali CLASSE: IV^AMAT. A.S:2018/2019 Per ogni Tema svolto vengono indicati i relativi contenuti. Separazione solidoliquido Primo principio della termodinamica Moto relativo dei solidi in un liquido. La sedimentazione indipendente, equazione di Stokes. La sedimentazione di massa. Promotori di sedimentazione: flocculanti e coagulanti. Sedimentatori. Filtrazione. Filtri a gravità ed in pressione, filtri rotativi. Definizioni e concetti fondamentali, calore e lavoro, Sistema. Contorno ed ambiente. Sistemi aperti, chiusi, isolati, adiabatici; variabili di stato, equazioni di stato. Funzioni di stato. Trasformazioni aperte e trasformazioni chiuse. Convenzione dei segni, criterio misto. Equivalenza tra calore e lavoro. Energia interna, enunciato del primo principio. Calore e lavoro non sono in genere funzioni di stato. Processi reversibili ed irreversibili. Calcolo infinitesimale. Calcolo del lavoro scambiato dal gas perfetto nelle trasformazioni isobare, isocore, isoterme ed adiabatiche, cicliche. Diagrammi. Calcolo del lavoro scambiato dal gas perfetto in una trasformazione irreversibile. Lavoro massimo. Espansione reversibile ed irreversibilee gas perfetto. Calori specifici a volume ed a pressione costante. Entalpia. Calcolo del H dal U. Primo principio e trasformazioni fondamentali dei gas perfetti. Pag.1/5

2 Trasferimento di calore Concentrazione Equazioni di trasferimento. Trasferimento di calore per conduzione, equazione di Fourier per le pareti piane. Interpretazione particellare della conduzione, conducibilità dei materiali. Equazione di Fourier per le superfici piane composte e per le superfici cilindriche, resistenze al trasferimento di calore. Convezione: coefficiente di pellicola, coefficienti di pellicola in alcuni casi particolari. Irraggiamento: onde elettromagnetiche. Emissione ed assorbimento da un corpo nero. Emissione ed assorbimento da un corpo grigio, legge di Stefan-Boltzmann. Equazione di trasferimento per l irraggiamento. Applicazione delle equazioni di bilancio e trasferimento. Isolamento termico. Scambiatori di calore a doppio tubo in equi- e controcorrente. Equazione di trasferimento globale e differenza di temperatura media logaritmica. Fattore di temperatura. Fattori di sporcamento. Equazioni di bilancio e calcoli di dimensionamento degli scambiatori. Scambiatori a fascio tubiero. Altri tipi di scambiatori. Condensatori e ribollitori. Trasferimento dell energia termica tramite il vapore. e controllo di temperatura negli scambiatori. Diagramma di fase dell acqua, regola delle fasi, evaporazione, tensione di vapore. Equilibrio liquido-vapore nelle soluzioni ideali, legge di Raoult. Aspetti generali della concentrazione. Impianti di evaporazione a singolo effetto. Bilanci di materia all evaporatore. Bilanci di energia. Equazione di trasferimento. Bilancio di energia al condensatore barometrico. Comportamento reale delle soluzioni, innalzamento ebullioscopico, diagramma di Duhring (NaOH). Influenza delle variabili di processo nella progettazione e nella gestione degli impianti di Pag.2/5

3 Secondo e terzo principio della termodinamica. Energia libera ed equilibrio. Essiccamento evaporazione. Impianti di evaporazione a multiplo effetto. Bilanci e dimensionamento degli evaporatori a multiplo effetto in equi- e controcorrente. Evaporazione per ricompressione meccanica del vapore. Economia degli evaporatori. Caratteristiche e classificazione degli evaporatori. Apparecchiature ausiliarie. Schemi di controllo negli impianti di evaporazione. Enunciati del secondo principio. Macchine termiche motrici, rendimento. Frigoriferi e pompe di calore, coefficienti di prestazione. Ciclo di Carnot, teorema di Carnot, rendimento delle macchine irreversibili. Uguaglianza di Clausius. Entropia. Entropia e processi irreversibili. La degradazione dell energia. Terzo principio della termodinamica. Energia libera di Gibbs, lavoro utile. Relazione tra energia libera, entalpia ed entropia in una reazione. Calcolo della variazione di energia libera in una reazione: stato standard di riferimento, entalpie ed entropie standard di formazione, Equazione di Van t Hoff. Importanza della funzione energia libera, Kp. Psicrometria: umidità assoluta, a saturazione, relativa. Parametri termodinamici dell aria umida: temperature a bulbo secco ed a bulbo umido, punto di rugiada. Pag.3/5

4 PROGRAMMA DI LABORATORIO DI TECNOLOGIE CHIMICHE INDUSTRIALI Per ogni Tema svolto vengono indicati i relativi contenuti. Rappresentazione dei processi chimici Separazione sol./liq. Norme UNICHIM. Rappresentazioni grafiche di impianti: schemi di processo. Tabelle complementari al disegno: apparecchiature, bilancio materiali. Esperimento di laboratorio su sedimentazione e flocculazione. La filtrazione. Filtri a sabbia, filtri con formazione di pannello, filtro Oliver. Il controllo automatico. Elementi che costituiscono l anello chiuso del controllo in retroazione. Controllo automatico di livello, portata, pressione. Tavola impianto di filtrazione sotto vuoto. Scambiatori di calore a fascio tubiero. Equicorrente, controcorrente e altri tipi di scambiatori e loro controllo. Fluido di processo e fluido di servizio. automatica e controlli su refrigeranti, riscaldatori e scambiatori. la concentrazione, tipi di evaporatori, controlli ed apparecchiature accessorie. automatica e controlli automatici su evaporatori. Tavola impianto di evaporazione a singolo effetto. Tavola impianto di evaporazione a singolo stadio con ricompressione meccanica del vapore. Tavola impianto di evaporazione a triplice effetto in equicorrente. Tavola impianto di evaporazione a duplice effetto in controcorrente. Pag.4/5

5 Tavola impianto di evaporazione flash. Tavola impianto di essiccamento a tamburo rotante, controlli e regolazioni. Firme Docenti Data 4 giugno 2019 Firma Delegati di classe Data 4 giugno 2019 Pag.5/5